// RingQueue.hpp
#pragma once
#include <vector>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

template <class T>
class RingQueue
{
    const static int defaultcap = 10;
private:
    void P(sem_t &sem)
    {
        sem_wait(&sem);
    }
    void V(sem_t &sem)
    {
        sem_post(&sem);
    }
    void Lock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
    }
    void UnLock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
public:
    RingQueue(int cap = defaultcap)
        : _ringqueue(cap), _cap(cap), _c_step(0), _p_step(0)
    {
        sem_init(&_cdata_sem, 0, 0);
        sem_init(&_pspace_sem, 0, cap);
        pthread_mutex_init(&_c_mutex, nullptr);
        pthread_mutex_init(&_p_mutex, nullptr);
    }
    // 生产
    void Push(const T &in)
    {
        // 在竞争信号量这件事情上，多个生产线程是不冲突的，因为PV操作是原子的
        P(_pspace_sem);

        // 下面这三行代码，是生产者需要访问的公共资源，也是需要加锁的代码
        Lock(_p_mutex);
        _ringqueue[_p_step] = in;
        // 位置后移，维持环形特征
        _p_step++;
        _p_step %= _cap;
        UnLock(_p_mutex);

        V(_cdata_sem);
    }
    // 消费
    void Pop(T *out)
    {
        P(_cdata_sem);

        Lock(_c_mutex);
        *out = _ringqueue[_c_step];
        // 位置后移，维持环形特征
        _c_step++;
        _c_step %= _cap;
        UnLock(_c_mutex);

        V(_pspace_sem);
    }
    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&_cdata_sem);
        sem_destroy(&_pspace_sem);
        pthread_mutex_destroy(&_c_mutex);
        pthread_mutex_destroy(&_p_mutex);
    }
private:
    std::vector<T> _ringqueue;
    int _cap;

    int _c_step; // 消费者下标
    int _p_step; // 生产者下标

    sem_t _cdata_sem;  // 消费者关注数据资源
    sem_t _pspace_sem; // 生产者关注空间资源

    pthread_mutex_t _c_mutex;
    pthread_mutex_t _p_mutex;
};